基于BIM技術的工程項目協同課程建設

覃亞男

摘要：為滿足建筑生命全周期管理日益精細化需求，BIM技術提供高效開放平臺，為項目管理、建筑信息共享及多部門協同工作提供重要支撐。BIM技術在對接建筑行業數字化、智能化發展中具有重要作用，相關高質量技術人才培養需進一步加強。對建筑工程技術專業高職教育中的BIM知識技能培養進行分析研究，明晰基于BIM技術的工程項目協同課程定位、體系架構及實施方案。

關鍵詞：BIM；課程建設；工程項目協同；職業教育

一、前言

建筑信息模型（BIM）是基于數字化技術構建智能可視化交互式的建筑3D模型[1]，可應用于建筑生命全周期。隨著BIM技術廣泛應用于建筑行業，BIM技術人才需求日益增大。當前，BIM人才培養主要依托企業項目訓練，對于人才培養的方案制訂及培訓缺乏系統性?；诖耍闹袑ㄖこ碳夹g專業高職教育中的BIM相關知識技能培養進行分析研究，明晰BIM課程定位及體系架構。

二、BIM技術發展現狀及人才培養意義

建筑信息模型BIM為“Building Information Modeling”簡稱，最初由美國查克·伊士曼在20世紀70年代提出的“建筑產品模型”演化而來，并在Autodesk公司的發展下形成被當下熟知的建筑信息模型（BIM）概念。BIM在三維模型基礎上可添加多種建筑信息，包括建筑空間位置、尺寸、材料及其功能、施工工藝、進度成本等信息。

BIM發展至今已形成龐大的軟件開發及應用體系。在建設可行性研究及設計階段有Autodesk公司開發的REVITR軟件，主要包括建筑專業模塊Revit Architecture、結構專業模塊Revit Structure、機電專業模塊Revit MEP，并同時能實現模塊間的協同溝通。Bently公司開發的同名建筑信息模型軟件，在市政橋梁設計項目中應用較為廣泛。CATIA由法國達索公司開發，廣泛應用于汽車輪船等領域，也在橋梁等建筑工程中得到應用。在施工協同階段的應用軟件主要有Navisworks，主要進行輕量化三維視圖可視化交底展現及施工場地模擬構建等。BIM在項目管理過程中與大數據物聯網等技術融合發展，主要體現協調的功能，常應用在VR虛擬場景體驗、施工場布策劃、進度計劃編制、5D動態模擬施工及智慧工地管理平臺[2]。

目前，BIM技術人才的培養主要是依托企業的項目訓練，對于人才培養方案的制訂及培訓缺乏系統性?？辶漳取·克萊溫格爾[3]認為在教學中加入BIM課程單元，通過以整個項目貫徹課程實踐的方式可提高學生BIM競爭力。目前我國高職院校對于BIM人才的培訓深度還不夠[4]，其中涉及到師資缺乏實際項目工程經驗、BIM相關實訓室建設不完善及缺乏專業團隊對課程內容進行支撐等問題。廣東科學技術職業學院建筑工程學院建立了BIM協同中心，基于Revit、Navisworks、Lumion及BIM運維軟件開展BIM實訓項目，將1+X建筑信息模型職業技能融通到課程教學，提高了校企合作質量，就業率達到95%以上，學生平均薪酬上升2-3%，學生的核心競爭力能夠滿足企業生產工作的需求[5]。

三、BIM課程建設

職業院校土建類專業的人才培養應立足于建筑行業專業化、智能化發展，加強數字化建設。建立BIM相關的課程體系應基于現行企業對BIM人才的需求和BIM相關的1+X職業技能等級證書要求，完成建筑行業數字化、智能化發展需求對接。文中對BIM課程建設進行研究，確定BIM課程主要側重“協同”方向；以高職類職業院校學生對應的企業工作任務確定課程培養目標及課程實施方案，提高土建類專業技術人才的BIM實踐能力，以更好適應建筑業發展。

（一）BIM協同設計課程建設

BIM設計是建筑各專業技術人員協同作業的3D建筑信息模型建立過程。BIM模型可實現最大限度信息共享，包括建筑構造、結構構件、設備管道信息，減少各專業融合障礙。模型各參數聯動，確保建模過程高效且準確，為后期建筑成本控制、施工管理提供基礎的模型信息?，F階段建筑信息模型設計多為“反向翻?！?，即依據現有的二維設計圖紙進行二次加工，二維轉化為三維。目前的建筑工程資料提交往往包含BIM模型。BIM建模技能是土建類高職院校畢業生就業的重要技能，故BIM協同設計課程的設置有其現實必要性。

1.BIM協同設計課程目標

BIM模型包括結構、建筑及機電模塊，在結構和建筑模塊完成后可進行機電建模，在機電圖紙建模中應遵守機電管綜排布原則。設計階段需要解決建筑各構件的碰撞問題，并進行可視化交底。BIM協同設計課程目標是培養高職類院校學生利用BIM軟件基于二維建筑施工圖構建三維建筑模型的專業能力，包括熟悉軟件的模塊及建模步驟，能夠依據給定圖紙完成建筑模型實操訓練，培育嚴謹細致的職業精神和團隊合作的職業素養。

2.BIM協同設計課程實施

BIM協同設計課程實施是在學習者具有建筑工程識圖能力基礎上開展，側重知識技能項目實操。以具體的項目建模實踐過程為依托，結合培訓對象的知識技能儲備，合理設置操作任務，在漸進式任務訓練中完成知識技能的掌握，最終能獨立完成項目的綜合建模任務，詳見表1。

（二）BIM協同施工組織管理課程建設

建筑工程項目施工階段涉及部門眾多，包括項目投資單位，項目勘察設計單位、施工單位、監理單位及相關行政管理單位等。建筑工程項目施工方部門包括工程技術、質量安全、物資設備及財務等部門，大型項目設置有專項實驗室、綜合管理部門等。工程施工階段人員涉及多部門跨單位、跨專業、跨學歷等復雜狀況。工程進度計劃涉及人員、材料、機械及環境影響。工程項目的管理應綜合上述因素，實時選取合理的工作方案，時刻選擇最優解是當下管理層的主要挑戰?，F階段建筑項目管理主要利用BIM三維模型與大數據、物聯網等技術融合，加強工程項目的數字化管理[6]。土建類專業特別是建筑工程技術專業技術人員的就業方向主要是施工員、監理員及質量安全方面的崗位?；谏鲜鰨徫还ぷ餍枨蠛屯两惾瞬排囵B標準，需培育學生對于建筑施工合同及技術資料管理、進度計劃管理、安全質量控制和成本控制能力。故BIM協同管理課程有其現實必要性。

1.BIM協同施工組織管理課程內容

當前我國建筑業BIM協同施工過程包括施工場地布置模擬、土方開挖、放線定位、建筑材料設備進場、主體結構施工、模板工程施工、腳手架工程施工、竣工驗收及交付使用等多個階段。項目管理涉及施工方案的制訂、人員管理協調、時間成本管控，還包括安全質量管理等?，F階段施工項目組織管理主要是以5D協同平臺為主，即在原有的建筑BIM 3D模型基礎上拓展出時間（4D）和成本（5D）兩個維度。協同平臺將建筑三維模型導入平臺實時分析及可視化交底，利用進度計劃模塊導入平臺與BIM模型融合形成施工模擬進度以更加高效控制時間成本，利用平臺人員類型權限及應用模塊設置等協調施工現場管理，利用Iot/AI 等技術增強施工現場感知與反饋，最終基于工地云平臺高效率實現項目運行智能化、智慧化管理。

BIM協同施工組織課程目標是培養高職類院校學生基于BIM施工類應用軟件對建筑工程技術資料、施工計算、安全質量及成本控制的專業能力，包括熟悉BIM施工類應用的模塊及建模步驟，能夠依據施工組織管理要求完成實操訓練，培育團隊合作及依據規范施工嚴謹認真的職業素養。

2.BIM協同施工組織管理課程實施

BIM協同施工組織管理課程實施是在學習者掌握建筑施工技術、建筑施工組織管理及成本控制技能基礎上開展。課程將繁雜的知識技能要點融入到項目管理實踐中，分角色演練管理組織架構及項目實施流程，內容詳見表2。

四、結論及成果

BIM建模技術及基于BIM模型的各類軟件應用教學是適應建筑行業數字化發展、培養高質量BIM技術人才的重要途徑。本文分析了BIM在建筑行業的應用現狀，依托于崗位職業能力及高職類院校的人才標準，確定基于BIM技術的工程協同設計及管理課程的建設內容。探索BIM技術應用的教學實施，以期為建筑數字化發展提供切實可行的人才培養課程建設方案。

參考文獻

[1]M. Oraee， M.R. Hosseini， D.J. Edwards， H. Li， E. Papadonikolaki， D. Cao， Collaboration barriers in BIM-based construction networks： a conceptual model， Int. J. Proj. Manag. 37 （6） （2019） 839–854.

[2]崔天倫.BIM技術在建筑工程管理中的應用[J].江西建材，2022（08）：182-183+186.

[3]卡洛琳娜·M·克萊溫格爾，麥哈邁德·奧茲別克，斯考特·格里克，等.將BIM納入施工管理教育[J].建筑創作，2012（10）：40-47.

[4]王鎮西.高職土建類專業BIM師資培養探索[J].科教導刊（上旬刊），2018（11）：77-78.

[5]孫會雨.建筑行業BIM人才職業技能培養模式的研究[D].杭州：浙江大學，2020.

[6]田林倩，姜仁貴，朱記偉，等.基于BIM5D的建筑工程施工階段動態管理及優化研究[J].建筑經濟，2022，43（S1）：487-491.